Понятие о гидростатическом и гидродинамическом нивелировании
В основу устройства гидростатических нивелиров положено свойство жидкости устанавливаться в сообщающихся сосудах на одинаковом уровне.
Превышение h (рис. 1.108, а) между точками A и В, на которых установлены сосуды
(1.93)
где К = (d2 - d1) для данной пары сосудов является постоянной величиной.
Рис. 1.108. Схема гидростатического нивелирования
Поменяв сосуды местами (рис. 1.108, б), находим
Из полученных выражений имеем
1.95.
Превышение и можно определить по первой из формул (1.95) или, чаще, после
определения К по второй формуле (1.95), по формулам (1.93), (1.94).
Описанный принцип положен в основу шлангового технического нивелира (НШТ-1), в котором сообщающиеся
сосуды выполнены в виде стеклянных цилиндров в металлической оправе, в цилиндрах
плавают кольцевые поплавки с нанесенными на них кольцевыми рисками.
Положение поплавка относительно нарезанной на стеклянном цилиндре шкалы определяют на глаз. Сосуды устанавливают на точки или подвешивают на стенные реперы. Средняя квадратическая ошибка измерения превышения до 200 мм равна 0,5 мм.
В контактно-визуальных гидростатических нивелирах (рис. 1.109) определяют момент касания острием измерительного штока 3 уровня жидкости.
Рис. 1.109. Контактно-визуальный гидростатический нивелир
В зеркале 4 при вращении микрометренного винта 1 наблюдают сближение острием действительного и отраженного штока. Отсчитывают по шкале 2 микрометренного винта. На этом принципе основаны конструкции гидростатических нивелиров УГС (модель 15), б. СССР, и МЕЙССЕРА, б. ГДР. В них при превышениях 25-100 мм средняя квадратическая ошибка измерений равна 0,01-0,02 мм.
Стационарные автоматизированные системы с дистанционным съемом информации используют для наблюдения за осадками сооружений. В них положение уровня жидкости в сосудах определяют автоматически с помощью электрических или оптико-электронных датчиков.
Система гидродинамического нивелирования с поршневым устройством (СГДН-ПУ), созданная в Ереванском политехническом институте, состоит из сообщающихся между собой сосудов с жидкостью, устанавливаемых в определяемых точках, и поршневого устройства. В каждом рабочем сосуде установлен игольчатый шток, связанный приводом с блоком управления и регистрации (БУР). При равномерном опускании с помощью электродвигателя поршня вниз жидкость в рабочих сосудах равномерно поднимается.
Специальный счетчик в БУРе определяет перемещение поршня от начала его
движения до момента контакта игольчатого штока с поверхностью поднимающейся
жидкости в каждом рабочем сосуде. Система выполняет измерения со средней
квадратической ошибкой 0,1 мм.
